انواع یو پی اس ها
تفاوت یو پی اس آنلاین، آفلاین و لاین اینتراکتیو
در این مقاله قصد داریم شما را با انواع یو پی اس یعنی یو پی اس آنلاین ، یو پی اس آفلاین و یو پی اس لاین اینتراکتیو بیشتر آشنا کنیم. با ما همراه باشید.
منبع تغذیه اضطراری یا منبع برق بدون وقفه (UPS) یک دستگاه الکتریکی است که در هنگام قطع برق شهر، برق اضطراری بارهای خروجی را تامین می‌کند. یو پی اس با سیستم برق اضطراری دارای ژنراتور آماده به کار متفاوت است چرا که با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری، بدون تاخیر یا با حداقل تاخیر ممکن پس از قطع برق (حدود 20 میلی ثانیه)، انرژی الکتریکی مورد نیاز را تامین می‌کند. زمان شارژدهی باتری یو پی اس در شرایط قطع برق بسته به نوع و ظرفیت باتری متغیر است؛ اما همین زمان برای جلوگیری از خرابی تجهیزات حساس یا قطع کار مطمئن تجهیزات کافی است.
یک یو پی اس به طور معمول برای محافظت از تجهیزاتی مانند رایانه ها، دیتاسنتر ها، تجهیزات مخابراتی ، دوربین های مدار بسته و تجهیزات حساس و گران قیمت پزشکی (مانند وسایل تصویربرداری پزشکی یا یونیت دندان پزشکی) به کار می‌رود. این در حالی است که نوسان و آلودگی شبکه می‌تواند منجر به خسارات جدی به تجهیزات حساس یا از بین رفتن داده های دیجیتال شود. یو پی اس ها در اندازه های مختلف از واحدهای کوچک برای محافظت از یک کامپیوتر خانگی تا واحدهای بزرگ برای تامین برق دیتاسنترها یا ساختمان های بزرگ طراحی می‌شوند.
یوپی اس آنلاین
یو پی اس آنلاین مبتنی بر روش “تبدیل دوگانه : Double Conversion” کار می‌کند: یعنی تبدیل ولتاژ ورودی ac به ولتاژ dc با استفاده از یکسوساز، شارژ باتری در لینک dc و تبدیل ولتاژ dc باتری به ولتاژ ac در خروجی با فرکانس، دامنه و شکل موج مطلوب توسط اینورتر برای تامین انرژی الکتریکی بارهای خروجی.
یو پی اس لاین اینتراکتیو
در یو پی اس لاین اینتراکتیو در شرایط عادی ارتباط ورودی و خروجی از طریق اتوترانسفورمر (Autotransformer) با قابلیت تنظیم دامنه ولتاژ برقرار است و باتری نیز در شرایط شارژ قرار دارد. در شرایط قطع برق، باتری از طریق اینورتر بارهای خروجی را تغذیه می‌کند.
یو پی اس آفلاین
یو پی اس آفلاین در شرایط قطع برق عملکردی مشابه یو پی اس لاین اینتراکتیو دارد؛ اما در شرایط عادی ارتباط ورودی و خروجی فقط از طریق ارتباط مستقیم الکتریکی (Bypass) برقرار است.
اکثر یو پی اس های زیر 1 کیلو ولت آمپر، از نوع لاین اینتراکتیو یا آفلاین هستند که قیمتی به مراتب کمتر از یو پی اس آنلاین دارند.
یو پی اس آنلاین چطور کار می‌کند ؟
یو پی اس آنلاین، به دلیل تبدیل پیوسته و بدون توقف ولتاژ متناوب (ac) به ولتاژ مستقیم (dc) برای شارژ باتری و تامین ولتاژ لینک dc و تبدیل ولتاژ dc به ولتاژ ac توسط اینورتر، در شرایط اضطراری بدون نیاز به کلیدزنی مکانیکی بار خروجی را تغذیه می‌کند، لذا هیچ گونه تأخیر کلیدزنی در تامین برق خروجی وجود ندارد (تأخیر صفر میلی ثانیه). با قطع برق ورودی، یکسوکننده از مدار خارج شده و اینورتر با استفاده از باتریها، بار را بدون قطعی تغذیه می‌کند. با وصل مجدد توان ورودی، یکسوکننده مجدداً وارد مدار شده و باتریها را شارژ می‌کند. در این ساختار به دلیل همزمانی شارژ باتری و تامین تغذیه dc ورودی اینورتر، معمولاً توان یکسوساز بیشتر از اینورتر و مصرف کننده است. این ویژگی باعث کاهش راندمان کلی دستگاه و افزایش تلفات و گرم شدن یو پی اس می‌شود. همچنین توان جذب شده توسط یکسوساز اغلب غیرخطی و هارمونیکی است و منجر به اشغال ظرفیت خطوط انتقال و تداخل الکترومغناطیسی در تاسیسات برق می‌شود. این مشکل در تمامی یو پی اس های آنلاین به کمک فیلترهای اکتیو و ادوات تصحیح ضریب توان (PFC) برای نیل به ضریب توان یک برطرف می‌شود.
تکنولوژی طراحی و ساخت یو پی اس آنلاین با تکنولوژی دیگر انواع یو پی اس ( یو پی اس آفلاین یا لاین اینتراکتیو ) متفاوت است. یو پی اس های آنلاین به دلیل داشتن شارژر باتری با جریاندهی بالاتر، طراحی یکسوساز و اینورتر برای کار پیوسته و حفاظت از بارهای متصل در برابر
نوسانات شبکه معمولاً گرانتر و بزرگترند.
یو پی اس لاین اینتراکتیو چطور کار می‌کند ؟
یو پی اس لاین اینتراکتیو در شرایط قطع برق (اضطراری) عملکردی شبیه یو پی اس آفلاین دارد. اما در شرایط کار عادی ورودی و خروجی توسط یک اتوترانسفورمر با تپ متغیر (که قابلیت تنظیم دامنه ی ولتاژ خروجی را فراهم می‌کند) متصل هستند. به همین دلیل این نوع یو پی اس قادر به تنظیم ولتاژ خروجی در شرایط کمبود یا بیشبود ولتاژ بدون استفاده از باتری و اینورتر می‌باشد. این امکان وجود دارد که طراحی اتوترانسفورماتورها به گونه ای انجام شود که طیف وسیعی از تغییرات ولتاژ ورودی را پوشش دهد. اما این امر منجر به افزایش تپ های اتوترانسفورمر، پیچیدگی بیشتر و افزایش هزینه یو پی اس می‌شود. خارج از این بازه تعیین شده (145 تا 280 ولت)، اینورتر خروجی فعال شده و بارها توسط باتری و اینورتر تغذیه می‌شود. اندازه ی عموماً کوچکتر نسبت به یو پی اس آنلاین و بزرگتر نسبت به یو پی اس آفلاین، قیمت کمتر نسبت به یو پی اس آنلاین و بیشتر نسبت به یو پی اس آفلاین و قابلیت تنظیم ولتاژ ورودی از ویژگی های اصلی این ساختار می‌باشد. با توجه به اینکه این نوع یو پی اس فقط قابلیت تنظیم دامنه ی ولتاژ ورودی را دارد و امکان تنظیم فرکانس و شکل موج خروجی وجود ندارد، استفاده از آن برای بارهای حساس نامناسب است. ولتاژ خروجی این نوع یو پی اس در برخی مدل ها سینوسی و در برخی دیگر مربعی است. بر خلاف یو پی اس آفلاین، امکان کار هماهنگ با دیزل ژنراتور و موتور برق در بعضی مدلهای یو پی اس لاین اینتراکتیو وجود دارد.
یو پی اس آفلاین چطور کار می‌کند ؟
یو پی اس آفلاین بارهای خروجی را در شرایط عادی به طور مستقیم از طریق برق ورودی تغذیه کرده و اینورتر از مدار خارج است. هنگامی که ولتاژ ورودی از میزان استاندارد کمتر یا بیشتر شود (کمتر از 145 ولت و بیشتر از 280 ولت)، یو پی اس اینورتر خروجی را فعال کرده و بارهای خروجی از طریق باتری موجود در لینک dc تغذیه می‌شوند. سپس با کلیدزنی مکانیکی بارهای خروجی را به خروجی اینورتر متصل می‌کند. با توجه به شکل، زمان انتقال از شرایط شکل 1 به 2 می‌تواند تا 25 میلی ثانیه بسته به زمان لازم برای تشخیص قطع برق و سرعت پردازنده یو پی اس به طول بینجامد. راندمان بالا، اندازه کوچک، قیمت، حجم و وزن کم از مزایای اصلی این یو پی اس می‌باشد. با توجه به عدم حفاظت الکتریکی بارهای خروجی، عدم هماهنگی با دیزل ژنراتور و موتور برق و ولتاژ خروجی غیر سینوسی (مربعی) که برای تغذیه موتور و تجهیزات پزشکی نامناسب است و در عمل انواع دیگر یو پی اس انتخاب و نصب می‌شوند.
.